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藍奧聲核心技術——無線低功耗配置技術

作者:深圳藍奧聲科技有限公司 瀏覽: 發表時間:2023-02-09 18:06:35 來源:藍奧聲專利文獻

1.技術背景

無線低功耗配置技術指基於對目標場景狀態變化的協同感知而獲得觸發響應並進行智能決策,屬於藍奧聲核心技術--邊緣協同感知(EICS)技術的關鍵支撐性技術之一。該項技術涉及物聯網邊緣域的無線通信技術領域,具體主要涉及網絡服務節點與低功耗目標對象設備(及其群組)之間的無線通信方式及服務機製與流程。

對於不同智能應用場景,由物聯網邊緣服務節點與其周邊的若幹目標對象設備(即網絡客戶端設備)所構成的具有動態信息交互特征的物聯網邊緣域,主要面向解決目標對象域和感知控製域的無線網絡通信及其信息交互的服務機製與流程問題。

物聯網邊緣域網絡及其服務節點所面向的目標對象設備並不僅僅包括像電腦與智能手機那樣支持標準無線網絡接入、具有較強資源能力、可安裝各種應用軟件的強智能終端設備,還包括具有更低成本、超低功耗、資源能力相對較弱的移動式或分布式的目標對象設備(如可穿戴設備、分布式傳感器、外圍執行設備等)。

在網絡服務節點需要以“一對多”或“多對多”對於作為客戶端的目標對象設備進行並發服務時,除了動態接入網絡的互操作性問題,還需要追求硬件資源、功耗與瞬態響應效率之間的平衡,即一個或多個服務節點設備可同時為若幹處於低功耗待機狀態的目標對象設備或設備群組提供同步瞬態觸發以及並發數據傳輸的服務。

物聯網邊緣域內具有相同或相互關聯的設備網絡屬性的多個協同代理節點,與周邊若幹被代理節點通過協同配網構成一個協同代理網絡系統。協同代理節點由上位協同代理節點或網絡系統主機(簡稱“系統主機”)所管理;服務節點設備可以通過對目標對象設備在不同信道或時隙內發送的無線信標進行無線掃描探測,可以在一個瞬間(極短的時間內)對周邊眾多的目標對象設備的狀態變量反饋進行監測收集;典型地,無線設備能夠以無線掃描探測方式獲得無線信標達到每秒幾十到幾百次。但是由於無線掃描探測需要占用較多的功耗與資源,在建立無線連接之前處於低功耗待機狀態的目標對象設備並不能以同樣的方式獲得來自服務節點設備的快速觸發響應與並發控製。

在現有技術中,無線定向廣播雖然拓撲結構簡單,無線資源占用少、同步數據傳輸效率高、觸發響應速度快及無線協議簡單,互操作性好,但有明顯的缺陷:數據傳輸方向不對稱性、非同步數據傳輸效率低、數據接收反饋監測效率偏低及無線接收端功耗偏高。

2.2藍奧聲無線低功耗配置技術針對現有類似技術存在的以下幾方面缺陷:

無線多點連接雖然可多點雙向無線數據傳輸、無線數據傳輸穩定、異步連接通信便利及安全性相對較高,但亦有一定的缺陷,如:建立連接的響應時間較長,而且還取決於環境及資源因素、無線信道資源占用較大,尤其當客戶端設備數量較多時,無線多點連接趨於穩定性變差、無線傳輸距離縮短及無線傳輸功耗增高。

無線Mesh網絡雖然安裝配置簡單,易於快速組網、無線傳輸路徑靈活、冗餘機製和通信負載平衡強及較低的無線傳輸功率,但亦有明顯的缺陷,如:無線互操作兼容性差、無線通信延遲高、不同無線標準交叉覆蓋協同性差,尤其對低功耗客戶端設備不適合作中繼節點,須解決待機功耗與觸發響應時間的平衡問題。

2.關於藍奧聲無線低功耗配置技術

2.1藍奧聲無線低功耗配置技術所解決的技術問題

綜上,如何解決對低功耗待機無線接收設備的群控觸發響應,如何解決無線接收設備的無線模式參數與接收功耗的平衡,如何避免無線接收設備在大部分時間處於非數據接收狀態的待機功耗,解決無線配置數據接收與待機功耗的平衡,成為了一亟需解決的技術問題。

2.2類似競爭技術的缺陷問題(→見前述)

3.技術解決方案

3.1概述

無線主端設備在向處於低功耗待機狀態的若幹無線從端設備發送群配置同步數據包之前,以特定無線模式發送包含同步調製標識和同步時間標識的無線定向呼叫廣播;

當所述無線從端設備在其低功耗待機狀態下的無線偵測時隙內接收到無線主端設備發送的所述同步時間標識時,根據所述同步時間標識與所述無線主端設備建立並保持同步匹配狀態:

所述無線從端設備在其同步偵測接收時隙接收到所述同步調製標識,根據所述同步調製標識對所述無線模式參數按預定方式進行模式調整;

所述無線從端設備在所述同步偵測接收時隙內接收所述無線主端設備發送的群配置同步數據包,並在同步有效期內以同步時隙調製的方式接收所述同步數據包;

當所述無線從端設備完成所述同步數據包的接收,對所述無線模式參數按預定方式進行恢複調整,使得所述無線從端設備返回並保持初始的低功耗待機狀態。

3.2 主要技術特征

1)所述特定無線模式為低功耗藍牙模式,其中,所述無線模式參數包括所述無線藍牙設備在低功耗待機狀態及無線傳輸狀態下的關聯參數,所述無線主端設備通過對所述無線模式參數的調整,對所述無線從端設備進行包括規劃、預定及切換在內的無線模式管理。

2)所述無線主端通過建立同步匹配或無線連接對所述無線從端設備在狀態信標模式的信標廣播參數進行調整,包括信標廣播時間間隔、信標廣播持續時間和信標廣播調製參數;當所述無線從端設備處於同步匹配狀態時,所述無線從端設備基於設備自身的群組序碼與/或匹配碼調整其信標廣播相位時間,以使得處於同一同步匹配狀態下多個所述無線從端設備保持一定的信標廣播相位時間差。

3)當某一所述無線主端設備需要主動向處於低功耗待機狀態的若幹所述無線從端設備發送數據時,根據數據傳輸的目標設備數量、響應時間和功耗的平衡機製,決定采取何種所述無線模式參數發送數據,並以定向無線廣播或當前可用的無線數據發送模式,發送更新的或預定的所述無線模式參數給所述無線從端設備。

4)當所述無線從端設備處於狀態信標模式或同步偵測模式時,所述無線主端設備分別通過在所述無線從端設備的信標偵測時隙或同步偵測時隙發送無線定向廣播,從而與所述無線從端設備建立無線連接或調整,或與所述無線從端設備建立同步匹配狀態,或調整所述無線從端設備的無線模式參數。

5)所述無線從端設備進入預備或等待觸發的潛在觸發狀態,所述無線主端設備或所述無線從端設備根據對當前關聯變量及事件的監測,在尚未達到觸發條件之前,基於預案判斷當前狀態在程度或概率上接近所述觸發條件。

6)對所述無線模式參數按預定方式進行模式調整之後,當所述無線從端設備在所述同步偵測接收時隙接收到所述無線主端設備發送的所述同步調製標識時,根據所述同步調製標識,執行與之對應的同步時隙調製,並將相應的調製核驗標識置入其設備狀態信標之中。

7)當所述無線從端設備判斷設備自身或其服務對象處於潛在觸發狀態時,所述無線從端設備根據關聯的狀態監測變量,對所述同步偵測接收時隙進行狀態反饋調製,並將所述調製核驗標識置入其設備狀態信標之中。

8)無線低功耗裝置為藍牙模式與RFID組合雙模式的所述無線從端設備,所述無線從端設備根據通過藍牙與RFID中的一種無線模式接收到的所述同步調製標識,對另一種無線模式的所述無線模式參數按預定方式進行模式調整。

4.技術效果

4.1解決的技術問題

該項技術公開了一種無線低功耗配置方法與裝置,通過對低功耗待機無線接收設備的呼叫觸發:若幹無線從端設備處於低功耗待機狀態,無線主端設備在發送同步配置數據包之前,先以特定無線模式發送包含同步調製標識(用以切換無線模式)的無線定向呼叫廣播,以此在進行同步配置之前先通過呼叫觸發切換無線模式,解決對對低功耗待機無線接收設備的呼叫觸發問題。

4.2技術效果

通過接收設備的無線模式參數與接收功耗的平衡:當無線從端設備在其同步偵測接收時隙接收到同步調製標識,對其無線模式參數按預定方式進行模式調整(包括對同步偵測時隙參數進行同步模式調整,通常為同步增強調整);以此對無線主端設備的無線模式參數進行平衡規劃與調整,解決無線接收設備的無線模式參數與接收功耗的平衡問題;通過同步數據傳輸的觸發響應及接收反饋:無線從端設備在同步偵測接收時隙內啟動接收,並以同步時隙調製的方式接收同步數據包,並將當前對應的同步數據包接收的狀態核驗碼置入設備狀態信標之中;以此解決同步數據傳輸的觸發響應及接收反饋的速度問題,提升同步數據傳輸與執行反饋的靈活性與兼容性;通過無線配置數據接收與待機功耗的平衡:當無線從端設備完成同步配置數據包的接收,對其無線模式參數按預定方式進行恢複調整,使得所述無線從端設備返回並保持初始的低功耗待機狀態;以此避免無線接收設備在大部分時間處於非數據接收狀態的待機功耗,解決無線配置數據接收與待機功耗的平衡問題。


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